quarta-feira, 12 de agosto de 2015

Guia: conheça as diferenças entre os dispositivos de armazenamento


Você já se perguntou por que os HDs têm capacidades de armazenamento tão superiores às de pen drives ou cartões SD? Sabe por que os pen drives às vezes são chamados de “flash drives”? Todas essas questões se referem, basicamente, à memória digital.

A memória é a forma como computadores e outros dispositivos eletrônicos armazenam dados importantes para seu funcionamento e para desempenhar as funções que esperamos deles. Saiba mais sobre os diferentes tipos de memória e de dispositivos de armazenamento.

Informação digital

Todos os dispositivos de armazenamento têm basicamente a função de armazenar informação digital.  A unidade básica de informação para computadores é o bit. Cada bit pode ser um 1 ou um 0 com base no sistema binário. Um conjunto de oito bits se chama byte (pronunciado “baite”). Quando falamos de kilobytes, megabytes ou gigabytes, estamos falando, respectivamente, de conjuntos de mil, um milhão ou um bilhão de bytes de forma resumida.

Na Play Store, por exemplo, o jogo Angry Birds tem um tamanho de aproximadamente 48 MB. Isso significa que a quantidade de informação que compõe o jogo é de aproximadamente 48 milhões de bytes, ou ainda, 384 milhões (oito vezes 48 milhões) de bits.

Reprodução

Em algumas situações, no entanto, o termo kilobyte se refere não a mil, mas a 1024 bytes. Isso porque computadores utilizam majoritariamente números que são potências de dois, como 8 (2³), 16 (24), 256 (28) e 1024 (210). Nesse caso, um megabyte não seria mil vezes um kilobyte, mas 1024 vezes um kilobyte, e assim por diante. A maioria dos produtos voltados para o consumidor médio, no entanto, “arredonda” para mil. Assim, um pen drive com 16GB de capacidade pode armazenar dezesseis bilhões de bytes.

Pen DrivesOs populares Pen Drives também são chamados de “flash drives” porque utilizam um tipo de memória chamada memória Flash. Essa memória pode ser apagada e reescrita conforme necessário. Ela é também chamada de uma memóra “não-volátil”, já que os dados inscritos nela continuam armazenados mesmo que não haja uma fonte de energia ligada ao dispositivo. A memória RAM do seu computador, por exemplo, é uma memória volátil, já que os dados inscritos nela se perdem quando o computador é desligado.
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O número de vezes que um computador pode ler memória gravada em um dispositivo flash é ilimitado. A não ser que o seu pen drive sofra algum acidente, as informações gravada nele sempre ficam guardadas. A quantidade de vezes que um dispositivo que utiliza memória flash pode ser reprogramado, no entanto, é limitado. Ou seja, você só pode apagar e reescrever os dados do seu pen drive um número limitado de vezes. Isso porque, para apagar dados da memória flash, é necessário o uso de uma voltagem mais elevada, o que provoca uma lenta deterioração do chip. Mas não se preocupe: espera-se que um dispositivo flash médio permita entre 100.000 e 1 milhão de reprogramações durante a sua vida útil. Assim, é mais provável que você esqueça seu pen drive em algum lugar muito antes do seu fim. Já está em desenvolvimento, porém, uma tecnologia que permitiria até 100 milhões de ciclos, ampliando significativamente o período de uso.

O USB é a interface que a memória utiliza para interagir com o computador. A interface USB foi sendo melhorada ao longo do tempo, e o que mudou foi basicamente a velocidade na qual ela pode interagir com outros dispositivos. Ou seja, ela se tornou capaz de trocar informações mais rapidamente.

A maioria dos pen drives encontrados no mercado atualmente são USB 2.0: eles têm uma velocidade máxima de 30MB por segundo para leitura, e 30MB por segundo para gravação. Em outras palavras: quando o seu computador vai retirar informações de um pen drive USB 2.0, ele pode fazer isso a uma taxa de, no máximo, 30MB por segundo. E, quando você vai mandar dados do seu computador para o pen drive, a velocidade máxima para isso é a mesma.

Já há no mercado também pen drives com a interface USB 3.0, cuja velocidade de gravação e leitura pode chegar a aproximadamente 600 MB por segundo! Mas não basta comprar um pen drive com essa tecnologia para que a velocidade de transferência de dados seja maior: é necessário que as portas USB do seu computador sejam compatíveis com essa tecnologia também. E o novo padrão USB 3.1 pode levar esse valor para a casa dos GB/s.

Cartões SDOs cartões SD, comumente utilizados em câmeras, também possuem memória flash. Assim, compartilham com os pen drives uma série de características, como a não-volatilidade e o número limitado (embora bastante alto) de vezes que sua memória pode ser reprogramada. O SD de seu nome significa “Secure Digital”, o seu padrão de armazenamento de dados, que é resultado de uma parceria entre a SanDisk, a Panasonic e a Toshiba. Existem também os cartões miniSD e microSD, mas eles diferem dos cartões SD tradicionais apenas em tamanho.

A principal diferença entre eles está justamente na interface. É fácil perceber que os cartões SD não possuem a interface USB dos pen drives. Em vez de se comunicar com outros dispositivos por portas USB, eles precisam ser inseridos em portas específicas para cartões SD em seu smartphone, tablet, ou computador.

Como a interface é diferente, a velocidade de leitura e gravação de dados também será. A taxa de transferência de dados de que um cartão SD é capaz depende de sua “classe”: os cartões SD podem ser das classes 2, 4, 6, ou 10. Quanto maior o número da classe, maior a taxa de transferência de informações de que eles são capazes. Um cartão de classe 2 promete uma velocidade mínima de transferência de dados de 2 MB por segundo; um de classe 4, de 4 MB por segundo, e assim por diante.
Existem também cartões SD com um barramento especial chamado UHS (sigla que significa “Ultra High Speed”, ou “ultra alta velocidade”). cartões com essa tecnologia podem ser UHS classe I ou II. Os cartões SD UHS classe I podem transferir mais de 104 MB de dados por segundo, e os de classe II, mais de 312 MB por segundo.
Reprodução 

Como nem todos os dispositivos possuem entradas para cartões SD, existem adaptadores que permitem conectar um cartão SD ao computador por meio de uma porta USB. Apesar da conveniência que esses adaptadores oferecem, é importante notar que eles muitas vezes formam um “gargalo” na velocidade de transferência de dados. Por exemplo: se você utilizar um adaptador USB 2.0 para conectar seu cartão SD UHS II a uma entrada USB do seu computador, a velocidade máxima de transferência de dados será de 30MB por segundo (a velocidade oferecida pela interface USB 2.0), ainda que o cartão SD seja capaz de funcionar mais rápido.

HDsA diferença mais facilmente perceptível entre os HDs e os outros dispositivos de armazenamento de dados dos quais já falamos é o tamanho: os HDs costumam ser bem maiores e menos portáteis que cartões SD ou pen drives. Mesmo HDs externos são consideravelmente maiores que esses dispositivos flash.

No entanto, os HDs possuem outro tipo de tecnologia de armazenamento, diferente da memória flash. A sigla HD significa “Hard Disk”, ou Disco Rígido. Isso porque os HDs são compostos por um pequeno disco e uma cabeça de leitura e gravação. A supefície do disco é recoberta por uma camada magnética fina, na qual a cabeça “escreve”. O processo é semelhante ao que acontece quando se grava um CD, mas em escala bem menor: os HDs são capazes de armazenar informações de maneira muito mais densa, e portanto têm capacidade muito maior.

As principais características dos HDs são sua capacidade e seu desempenho. A capacidade, assim como a dos pen drives e cartões SD, refere a quanta informação digital cabe no dispositivo. Os HDs hoje em dia costumam oferecer entre 200 GB e 8 TB de capacidade de armazenamento. A performance do HD, por sua vez, se refere à rapidez com a qual o dispositivo pode ler e gravar dados. Como o HD é constituído por partes móveis (a cabeça de leitura e o disco rígido), sua performance depende, dentre outros fatores, da agilidade dessas partes.
A taxa de leitura e gravação dos HDs não é tão simples de se determinar. Ela depende não apenas da velocidade de rotação do disco e de posicionamento da cabeça, mas também dos dados a serem lidos ou armazenados. Se a informação de que o computador precisa estiver distribuída ao longo do disco, a cabeça terá de se mover diversas vezes, o que eleva o tempo de leitura. Além disso, quando o disco está girando, sua parte externa se move mais rapidamente do que a parte interna. Portanto, é possível ler e gravar com mais agilidade nas partes externas dos discos. De forma geral, no entanto, a velocidade de leitura e gravação dos HDs modernos costuma ficar em torno de 100 MBs por segundo.

SSDs

De certa forma, os SSDs conseguem misturar as melhores qualidades dos HDs e dos dispositivos que utilizam memória flash. Eles são menores, mais portáteis, não utilizam componentes móveis e, por outro lado, possuem capacidades mais semelhantes às dos HDs que de pen drives ou cartões SD. A sigla SSD significa “Solid State Drive”, ou “Drive de estado sólido”, em referência à sua ausência de partes móveis. Assim, eles combinam altas velocidades com altas capacidades. O principal ponto negativo dos SSDs, por enquanto, é o preço. Eles custam consideravelmente mais caro, por gigabyte, que um HD tradicional.
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O investimento maior, porém, é recompensado com uma velocidade igualmente superior. Os SSDs conseguem atingir velocidades de leitura superiores a 500MB por segundo, e a velocidade de gravação deles não fica muito abaixo disso também. Dá para perceber que eles são muito mais rápidos que os HDs. De fato, se o seu computador antigo estiver ficando um pouco lento, talvez trocar o HD dele por um SSD seja a modificação mais recomendável para mantê-lo na ativa por mais alguns meses, ou até anos. Além disso, a ausência de partes móveis em sua construção faz com que os SSDs sejam bem mais resistentes a quedas do que os HDs.

Você, no entanto, pode se perguntar: “mas se os SSDs utilizam memória flash, eles também têm um número limitado de reprogramações em sua vida útil”. A resposta é "sim". Além disso, por conta da miniaturização dos componentes, esse número é ainda menor. No entanto, isso não significa que o dispositivo é pouco confiável, ou que sua vida útil seja curta. Graças a uma tecnologia chamada “wear leveling”, o SSD consegue revezar o uso de todos os seus blocos de memória flash, de forma a não desgastar excessivamente nenhum deles. Graças a isso, a limitação do número de ciclos de reprogramação dos SSDs se torna irrelevante.

SSHDs

Além dos HDs e SSDs, existem também alguns dispositivos de armazenamento interno chamados SSHDs, ou “Solid State Hybrid Drives” (algo como “drives híbridos de estado sólido”). Esses dispositivos integram um SSD de pequena capacidade (em geral algo como 8, 16 ou 32 GB) a um HD de capacidade maior. Com isso, eles buscam unir a agilidade dos SSDs ao custo-por-gigabyte mais atraente dos HDs.
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A maneira pela qual esses eles fazem isso é gravando, no SSD, as informações que são acessadas com mais frequência. Em alguns casos, o usuário pode fazer isso, instalando o sistema operacional do computador direto no SSD (já que o sistema operacional precisa ser necessariamente carregado toda vez que o computador é ligado) e outros programas e arquivos no HD. Outros dispositivos também realizam essa mesma separação por meio de um algorítmo, que analisa quais são os arquivos acessados mais frequentemente e grava-os no SSD. Os drives Fusion, da Apple, por exemplo, unem um HD de 1 ou 3 TBs de capacidade a um SSD de 128GB de capacidade, ambos tratados como um único núcleo de armazenamento.

Memória RAM


Mas e a memória RAM? O que ela tem a ver com esses outros tipos de memória? Por que não existe memória RAM portátil?
RAM significa “random access memory”, algo como “memória de acesso aleatório”. Diferentemente de todos os outros tipos de memória de que falamos aqui, ela é uma memória volátil. Isso significa que os dados inscritos nela se perdem quando não há energia a alimentando. Ou seja: quando você desliga o seu computador, tudo que estava na memória RAM dele se perde.
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Mas isso não é problema. De certa forma, a memória RAM pode ser comparada à nossa memória recente: informações que chegam até nós são gravadas por um tempo; depois, elas são descartadas, se não a consideramos importante, ou gravadas de maneira duradoura caso voltemos a elas com frequência. A memória RAM é uma espécie de mediadora entre a memória “duradoura” (o HD ou SSD) e o usuário.

Quando você vai ouvir uma música, ver um filme ou abrir um arquivo qualquer gravado no HD do seu computador, a máquina precisa primeiro trazer aqueles dados para a RAM para poder mostrá-los a você. É um processo semelhante à forma como às vezes precisamos fazer um esforço para lembrar do nome ou do rosto de alguém que não vemos há muito tempo.

Por outro lado, quando seu computador carrega uma página da internet, ele a mantém na memória RAM enquanto você a visualiza. Se você fechar o seu navegador e desligar o computador, a página da internet não será gravada no HD ou SSD do seu computador. É algo parecido com o que acontece quando aprendemos o nome de alguém com quem só vamos conversar brevemente e, logo que nossa interação acaba, esquecemos o nome da pessoa.

Assim como um HD ou um SSD interno, a memória RAM fica ligada diretamente à placa-mãe do computador. Como ela é uma parte essencial para o funcionamento dele, ela só pode ser expandida (ou removida) acessando a placa-mãe, da qual depende o tipo e quantidade de memória RAM suportados pelo computador.
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